基于塑料光纤的用电信息采集系统及其数据通信方法与流程

本发明涉及电力技术领域，具有涉及一种基于塑料光纤的用电信息采集系统及其数据通信方法。

背景技术：

随着智能电网技术在国内的快速发展与应用，电网集抄系统日趋成熟，电网集抄系统具有电能信息采集、电能质量检测、用电分析和管理、智能用电设备信息交互等功能。现有的电网集抄系统(即用电信息采集系统)主要包括上行服务器(也即用电信息采集主站)、通信信道、用电信息采集终端(包括数据集中器和数据采集器)。其中，用电信息采集终端的数据采集器与电表连接，从电表获得电表数据，并且通过电力载波将电表数据发送至数据集中器。而数据集中器一般设于小区，用于收集多个数据采集器的电表数据并通过通信信道发送给上行服务器。通信信道负责提供上行服务器与用电信息采集终端的数据集中器之间的信息交互，主要的通信方式包括gprs、cdma。上行服务器负责对接收到的电表数据进行分析和管理。

随着电网集抄系统的应用场景越来越多，用电信息采集终端需要安装在各种复杂的环境中，例如地下室、偏远山区地貌、两省交界地带、干扰复杂环境。然而，由于用电信息采集终端与上行服务器之间采用gprs或cdma的无线通信方式，因此，当将用电信息采集终端安装在这些复杂的环境下时，存在以下问题：第一、无线远传信号差或不稳定，或者未覆盖的情况下，造成用电信息采集终端的无线通信模块通讯不良，从而导致上行服务器无法抄度终端数据。第二、信号容易受到干扰，造成包丢失、转接事延长、运行不稳定、无法保证通信故障及时处理等问题。

针对上述问题，有人提出采用加长无线信号天线的方式，但信号天线加长后衰减增大，实际效果并不理想。因此，又有人提出将集中器的gprs通信模块进行外移，然后通过中继方式将原有的gprs链路进行延伸，即通过设置配套的近端设备和远端设备，其中，近端设备与用电信息采集终端相连，而远端设备则设置在无线gprs信号覆盖范围内，然后通过该近端设备将无线gprs信号未覆盖或无线gprs信号不稳定的区域中的采集终端所采集的数据传输到远端设备，从而延长无线gprs信号，以实现将无线gprs信号未覆盖或无线gprs信号不稳定的区域采集的数据经该远端设备和无线gprs信号发送给上行服务器(即主站)，进而将无线gprs信号延长覆盖到通信盲点区域，以解决中无法正常抄读偏远区域的终端中的数据的问题，实现了保证对终端数据的准确传输的同时，还实现了扩大通信范围的效果。

然而，目前的信号延长方式较多采用短距离无线或低压电力载波的通讯方式，比如申请号cn201420219241.0,cn201611260369.1,cn201620638925.3等方案，即采用微功率无线传输作为主要延长技术手段；而比如申请号cn201610185982.5,cn201621194045.8等方案则采用低压电力载波通讯方式。

然而，无论低压电力载波通讯的方案还是微功率短距离无线通讯的方案，都存在抗电磁干扰能力弱，通讯稳定性差的弱点。这些方案可以部分解决终端安装点位置原始无线信号有无，但并不能根本解决终端所需无线信号稳定性的问题。而透传即透明传送，是指在数据的传输过程中，通过无线的方式这组数据不发生任何形式的改变，仿佛传输过程是透明的一样，将数据原封不动地到了最终接收者手里，保证了传输的质量。

因此，目前亟需一种新的解决方案以解决电力信息采用终端安装点原始无线信号缺少或微弱而造成终端上行通信模块(gprs/4g模块)通讯不良，主站无法抄读终端数据的问题，并且信号不易受干扰。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种基于塑料光纤的用电信息采集系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于塑料光纤的用电信息采集终端无线信号延长器，其包括内设有第一pof光模块的近端装置，以及内设有第二pof光模块和gprs通信模块的远端装置，其中，所述第一pof光模块和所述第二pof光模块之间通过塑料光纤点对点连接，而所述第二pof光模块还与所述gprs通信模块电连接，且所述近端装置内置在所述用电信息采集终端，所述远端装置外设在所述用电信息采集终端外。

其中，所述近端装置和所述远端装置均内置有塑料光纤接口，且所述第一pof模块与内置在所述近端装置内的所述塑料光纤接口相连；所述第二pof光模块与内置在所述远端装置内的塑料光纤接口相连。

进一步地，所述塑料光纤接口采用双纤双向optolock塑料光纤接口。

其中，所述近端装置包括与数据采集终端通信的本地通信模块接口，以及近端电源管理模块、近端主控模块，其中，所述近端主控模块与所述本地通信模块接口和内置的所述第一pof光模块电连接，所述本地通信模块接口还与内置的所述第一pof光模块和所述近端电源管理模块电连接。

其中，所述远端装置包括远端电源管理模块和远端主控模块，所述远端主控模块分别与所述gprs通信模块和所述第二pof光模块电连接，所述gprd通信模块还与所述远端电源管理模块电连接。

基于上述的用电信息采集系统，本发明还提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，其包括步骤：

初始化无线信号延长器，并同时开启所述无线信号延长器的数据透传模式；

接收来自于用电信息采集终端的用电信息采集数据，并将所述用电信息采集数据直接透传至所述无线信号延长器的无线通信模块，然后通过所述无线通信模块发送至上行服务器；或者，接收上行服务器通过所述无线通信模块发送来的下行数据，并将所述下行数据直接透传至所述用电信息采集终端。

进一步地，所述的数据通信方法，还包括步骤：

当所述无线信号延长器需要发送控制/状态信号时，将所述无线信号延长器从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下对所接收的控制/状态信号进行处理，然后将处理后的控制/状态信号发送给用电信息采集终端或通过无线通信模块发送至上行服务器。

其中，所述初始化所述信号延长器的步骤包括近端装置的初始化，具体地，近端装置初始化的步骤包括步骤：

所述近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并发送开机信号至远端装置以获取远端装置的无线通信模块的在位状态，然后再将所述近端装置从数据处理模式切换至数据透传模式；

所述近端装置接收远端装置反馈的无线通信模块的在位状态信号，并发送至用电信息采集终端；

所述近端装置接收用电信息采集终端发送来的启动加热的控制信号，并从数据透传模式切换为数据处理模式，然后发送启动加热的控制信号到远端装置，并再次从数据处理模式切换为数据透传模式。

其中，所述初始化所述信号延长器的步骤包括远端装置的初始化，具体地，远端装置初始化的步骤包括步骤：

远端装置接收近端装置发送来的开机信号，然后对无线通信模块进行断电重启，并读取无线通信模块的在位状态信号；

远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并将所读取的无线通信模块的在位状态信号反馈至近端装置；

远端装置接收近端装置发送来的启动加热的控制信号，并根据所述启动加热的控制信号启动无线通信模块的sim卡。

进一步地，所述的数据通信方法，，还包括对干扰数据进行筛查的步骤，具体地，包括步骤：

所述无线信号延长器对接收的串口数据报文的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对串口数据报文后缀进行验证，若通过验证，则存储所述串口报文数据；

所述无线信号延长器对所存储的串口数据报文的长度和校验值进行验证，若通过验证，则对所述串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过，则进行处理。

进一步地，所述的数据通信方法，当近端装置接收到用电信息采集终端发送来的复位控制信号时，所述数据通信方法还包括对无线信号延长器进行复位的步骤，具体包括步骤：

当近端装置监测到复位控制信号后，进行复位重启，并将近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，然后将所述复位控制信号发送至远端装置；

远端装置接收到近端装置发送来的复位控制信号后，进行复位重启，并对无线通信模块进行断电复位，然后从数据透传模式切换为数据处理模式，并向所述近端装置反馈复位成功的报文，然后再从数据处理模式切换为数据透传模式；

近端装置接收到远端装置反馈的复位成功报文后，从数据处理模式切换为数据透传模式。

对应于上述的数据通信方法，本发明还提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统，其包括用电信息采集终端、无线信号延长器和上行服务器，其中，

所述用电信息采集终端用于采集用电信息数据；

所述无线信号延长器用于在进行设备初始化时，开启数据透传模式，并将所述用电信息采集终端发送来的用电信息数据直接透传至所述无线信号延长器的无线通信模块，然后再通过所述无线通信模块发送至上行服务器；或者，接收所述上行服务器通过无线通信模块下发的下行数据，并直接透传至所述用电信息采集终端；所述上行服务器用于接收所述无线信号延长器通过无线网络发送来的用电信息数据；或者通过无线网络下发下行数据至所述无线信号延长器。

进一步地，所述无线信号延长器还用于当需要发送控制/状态信号时，从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下将所接收到的控制/状态信号进行处理，然后将处理后的控制/状态信号发送给用电信息采集终端或通过无线通信模块发送至上行服务器。

更进一步地，所述无线信号延长器包括：

近端初始化模块，用于将无线信号延长器中的近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下发送开机信号至无线信号延长器的远端装置，以获取所述远端装置的无线通信模块的在位状态，然后将所述近端装置从数据处理模式切换至数据透传模式；且当接收到远端装置反馈的无线通信模块的在位状态信号时，将该在位状态信号发送至用电信息采集终端；以及当接收到用电信息采集终端发送来的启动加热的控制信号后，再次将近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并发送启动加热的控制信号至远端装置，然后再次将近端装置从数据处理模式切换为数据透传模式。

更进一步地，所述无线信号延长器还包括：

远端初始化模块，用于当接收到近端装置发送来的开机信号后，对远端装置的无线通信模块进行断电重启，并读取所述无线通信模块的在位状态信号，然后将远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并将所读取的在位状态信号反馈至近端装置；以及当接收到近端装置发送来的启动加热的控制信号后，启动无线通信模块的sim卡。

更进一步地，所述无线信号延长器还包括：

近端筛查模块，用于对所述近端装置所接收的串口数据报文的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对所述串口数据报文的后缀进行验证，若通过验证，则存储所述串口数据报文；以及对所存储的串口数据报文的长度和校验值进行验证，若通过验证，则对所述串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过验证，则通知所述近端装置进行处理；和/或，

远端筛查模块，用于对所述远端装置所接收的串口数据报文的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对串口数据报文的后缀进行验证，若通过验证，则存储所述串口数据报文；以及对所存储的串口数据报文的长度和校验值进行验证，若通过验证，则对所述串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过验证，则通知所述远端装置进行处理。

更进一步地，所述无线信号延长器还包括：

近端复位模块，用于当监测到用电信息采集终端发送来的复位控制信号时，对所述近端装置进行复位重启，并将所述近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，然后，将所述复位控制信号发送至所述远端装置；以及当接收到远端装置反馈的复位成功的报文后，重新将所述近端装置从数据处理模式切换为数据透传模式；

远端复位模块，用于当接收到所述近端装置发送来的复位控制信号后，对远端装置进行复位重启，并对远端装置的无线通信模块进行断电重启，然后将所述远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并向近端装置反馈复位完成的信号，最后再将所述远端装置从数据处理模式切换为数据透传模式。

本发明的有益之处在于：

1.本发明的用电信息采集系统有效解决复杂或遍远环境中无线信号不足导致采集用电信息失败的问题；

2.本发明的用电信息采集系统避免了使用无线或者载波方式进行信号延长时所导致的通信不稳定，维护成本高的问题；

3.本发明的用电信息采集系统中的无线信号延长器安装简便、运维方便灵活，无需熔接，也无需专业施工人员，上电即可使用无需额外操作；

4.本发明的该用电信息采集系统中的无线信号延长器具有抗电磁干扰、无辐射、信号传输稳定、保密性好、防雷、韧性好、耐弯折等特点。

附图说明

图1为本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集终端的无线信号延长器的一实施例的功能模块图；

图2为图1中的无线信号延长器的应用场景示意图；

图3a和图3b分别为反映近端装置和远端装置数据透传线路的示意图；

图4为本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法的第一实施例的流程图；

图5a和图5b分别为图4的数据通信方法中无线信号延长器的近端装置初始化步骤和远端初始化步骤的一实施例的流程图；

图6为本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法的第二实施例中干扰数据筛查的步骤的一实施例的流程图；

图7为图本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法的第三实施例中无线信号延长器进行复位的一实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集系统是基于一种无线信号延长器，其通过在用电信息采集终端内置近端装置，外设远端装置，并通过塑料光纤将近端装置和远端装置进行点对点连接，即采用近端装置以替代数据采集终端原来的通信模块，而将原来的gprs/4g通信模块外移(作为远端装置)，再以塑料光纤作为信号延长传输媒介，确保信号长距离无衰减的传输，传输距离可达300米，保证了远端(通信)模块可处于gprs/4g信号较好的地方，从而通过塑料光纤中继透传的方式将原有的gprs链路进行延伸,达到稳定和可靠的上行数据传输的效果，进而解决无线公网信号覆盖不足的问题。下面结合具体实施例和附图对本发明的该无线信号延长器进行详细的说明。

实施例一

参见图1，为本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集终端的无线信号延长器的一实施例的功能模块图。本实施例中，该无线信号延长器包括内置在用电信息采集终端内的近端装置11和外设的远端装置12，且该近端装置11和远端装置12通过塑料光纤实现点对点连接，具体地：

本实施例中，该近端装置11包括负责与用电信息采集终端的进行通信的本地通信模块接口111；负责电源控制、电源过流、过压保护、降压调整和功率控制等功能的近端电源管理模块112；负责协调近端装置内的各个模块之间信号转换、接口转换和信息交互，以及电源控制、rtc时钟控制和信号检测等功能的近端主控模块113；以及提供数据收发物理通道，并与远端装置进行数据通信的第一光电转换器114和塑料光纤接口；以及用于定时监控主程序的运行情况，出现异常立即复位，从而减少维护成本的近端看门狗模块115；其中，本地通信模块接口111与第一光电转换器114相连时形成数据透传线路，第一光电转换器114与近端主控模块113相连时形成控制/状态信号报文线路，该本地通信模块接口111还与近端电源管理模块112电连接，近端主控模块113还与近端看门狗模块115电连接。

参见图3a，在一具体实施例中，该近端主控模块113控制开启近端装置的数据处理模式时，第一光电转换器连接至近端主控模块(即线路on2)，则形成控制/状态信号报文线路，即近端装置的数据透传功能关闭，因此，用电信息采集终端发送来的状态/控制信号通过本地通信模块接口传输至近端主控模块，由近端主控模块进行相应的处理后再通过第一光电转换器和塑料光纤接口发送至远端装置；或者该近端主控模块113控制开启近端装置的数据透传模式时，该第一光电转换器连接至本地通信模块接口(即线路on1)，则形成数据透传线路，即近端装置的数据透传功能开启，因此，用电信息采集终端发送来的用电信息采集数据通过本地通信模块接口直接透传至第一光电转换器，然后该第一光电转换器通过对应的塑料光纤接口发送至远端装置，而无需近端主控模块的处理，即在近端主控模块113的控制下，该近端装置的数据透传线路和控制/状态信号线路二者选一导通。

本实施例中，该远端装置12包括使用ttl串口信号并通过at指令进行控制，负责和主站进行通信的无线通信模块(如gprs通信模块)121；负责电源控制、电源过流、过压保护、降压调整、功率控制等的远端电源管理模块122；负责协调远端装置12内各模块之间信号转换、接口转换、信息交互的核心，并提供电源控制、rtc时钟控制、信号检测等的远端主控模块123；；负责提供数据收发物理通道，并负责与近端装置通信的第二光电转换器124和塑料光纤接口；以及用于定时监控主程序的运行情况，出现异常立即复位，从而减少维护成本的远端看门狗模块125；其中，该无线通信模块121分别与该远端主控模块123、远端电源管理模块122和上述的第二光电转换器124电连接，而该远端主控模块123还与该第二光电转换器124和近端看门狗模块115电连接，该第二光电转换器124与塑料光纤接口相连，其中，当该第二光电转换器与无线通信模块相连时，形成了远端装置的数据透传线路；而当其与远端主控模块相连时，则形成了远端装置的控制/状态信号报文线路。

参见图3b，在一具体实施例中，该远端主控模块123控制远端装置开启数据处理模式时，第二光电转换器连接至远端主控模块(即线路on2)，则形成控制/状态信号报文线路，即远端装置是数据透传功能关闭，因此，近端装置发送来的状态/控制信号通过本地通信模块接口传输至近端主控模块，由近端主控模块进行相应的处理后再通过无线通信模块发送至上行服务器；或者该远端主控模块123控制远端装置开启数据透传模式时，该第二光电转换器连接至无线通信模块(即线路on1)，则形成数据透传线路，即远端装置的数据透传功能开启，因此，近端装置发送来的用电信息采集数据通过塑料光纤接口和第二光电转换器传输至无线通信模块，并由无线通信模块通过无线网络传输至上行服务器，而无需远端主控模块进行相应的处理；即在远端主控模块123的控制下，该远端装置的数据透传线路和控制/状态信号线路二者选一导通。

本实施例中，该塑料光纤接口采用双纤双向optolock塑料光纤光接口，即第一光电转换器114通过内置在近端装置11内的双纤双向optolock塑料光纤光接口连接塑料光纤的一端，而第二光电转换器124通过内置在远端装置12内置的双纤双向optolock塑料光纤光接口连接塑料光纤的另一端，从而使得近端装置11(的第一光电转换器)和远端装置12(的第二光电转换器)通过塑料光纤实现点对点连接。

本实施例中，通过将无线信号延长器的近端装置内置在用电信息采集终端内并与其主体相连，而外设远端装置，再采用塑料光纤将该近端装置和远端装置实现点对点连接，即以塑料光纤作为信号延长传输媒介，确保信号长距离无衰减的传输，传输距离可达300米，从而使得远端装置可处于gprs/4g信号较好的地方，例如图2中的住宅楼顶位置，进而通过塑料光纤中继透传的方式将原有的gprs链路进行延伸,达到稳定和可靠的上行数据传输的效果，解决了无线公网信号覆盖不足的问题。

本实施例中，当用电信息采集终端采集到数据后，将通过串口将采集数据(即电信号)发送给本实施例的该无线信号延长器的近端装置，近端装置的第一光电转换器则对采集数据对应的电信号进行光电转化，得到采集数据对应的光信号，并通过塑料光纤传输至远端装置，远端装置的第二光电转换器将光信号转换为对应的电信号发送至gprs通信模块，并通过gprs通信模块的天线将采集数据无线传送到上行服务器端；而当上行服务器端要发送数据至用电信息采集终端时，则由远端装置的gprs通信模块无线接收下发的接收数据，并由第二光电转换器将接收数据对应的电信号转换为对应的光信号，然后通过塑料光纤传送给近端装置，近端装置的第一光电转换器将接收数据的光信号转化为对应的电信号，并传输至用电信息采集终端的mcu。

实施例二

基于上述实施例一中的无线信号延长器，本发明还提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统，其包括用电信息采集终端、无线信号延长器和上行服务器，其中，该无线信号延长器与上述实施例一中的无线信号延长器相同，即该无线信号延长器的近端装置内置在该用电信息采集终端内，并与该用电信息采集终端相连，从而替代该用电信息采集终端原来的无线通信模块，而该无线信号延长器的远端装置和无线通信模块外设在该用电细信息采集终端外，即将用电信息采集终端原来的无线通信模块外移，并由远端装置来连接该近端装置和无线通信模块，且该远端装置与近端装置之间采用塑料光纤连接。本实施例中，该无线信号延长器的工作原理与上述实施例一中的无线信号延长器的工作原理相同，这里不再赘述。

实施例三

基于上述实施例二中的用电信息采集系统，或上述实施例一中的无线信号延长器，本发明还提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，下面结合具体实施例和附图对其进行详细的说明。

参见图4，为本发明的一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法的一实施例的流程图。本实施例该数据通信方法是基于上述实施例二中的用电信息采集系统，具体地，本实施例中的该数据通信方法包括步骤：

s41，初始化无线信号延长器。

本实施例中，当每次开启用电信息采集系统，或者当无线信号延长器的近端主控模块监测到引脚on/off上的低电平信号持续1s时，都需要对该无线信号延长器进行初始化，具体地，无线信号延长器初始化包括近端装置的初始化和远端装置的初始化。

参见图5a，本实施例中，该近端装置的初始化具体包括步骤：

s411，近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并发送开机信号至远端装置，然后再从数据处理模式切换为数据透传模式。

本实施例中，近端装置发送开机信号(一种控制信号)至远端装置是为了获取该远端装置中无线通信模块的在位状态，具体地，若无线通信模块在位，则远端装置会反馈一个表示无线通信模块在位的在位状态信号，或者不在位的状态信号至近端装置。

s413，近端装置接收远端装置反馈回来的无线通信模块的在位状态信号，并将该无线通信模块的在位状态信号发送至用电信息采集终端。

本实施例中，当用电信息采集终端接收到近端装置发送来的无线通信模块在位状态信号时，则会向该近端装置反馈一个pctrl信号(即无线通信模块的sim卡加热控制信号)至近端装置，当该pctrl信号为“0”则表示关断无线通信模块的sim卡的加热功能，而当该pctrl信号为“1”则表示启动无线通信模块的sim卡的加热功能。

s415，近端装置接收用电信息采集终端发送的启动加热的控制信号，并再次从数据透传模式切换为数据处理模式，然后将该启动加热的控制信号发送到远端装置，然后再次从数据处理模式切换为数据透传模式。

参见图5b，本实施例中，该远端装置的初始化具体包括步骤：

s412，远端装置接收近端装置发送来的开机信号，然后对无线通信模块进行断电重启，并读取无线通信模块的在位状态信号。

本实施例中，该远端装置的无线通信模块(即关闭电源再打开电源的操作)重启后，等待1s之后再读取该无线通信模块的在位状态。

s414，远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并将所读取的无线通信模块的在位状态信号反馈至近端装置，然后从数据处理模式切换为数据透传模式。

本实施例中，由于该远端装置发送的无线通信模块的在位状态信号为状态信号，因此，该远端装置需要通过控制/状态信号线路，即数据处理模式下，将其反馈至近端装置。

s416，远端装置接收近端装置发送来的启动加热的控制信号，并根据该启动加热的控制信号启动sim卡。

本实施例中，该近端装置和远端装置均有数据透传功能，具体地，参见图3a，当第一光电转换器的输入端口连接至线路on1时，近端装置的输入/输出端口(即本地通信模块接口的txd/rxd)所接收的由用电信息采集终端发送来的数据不经过近端主控模块处理，而是直接通过近端装置的输出/输入端口(即该第一光电转换器和pof光接口)输出至远端装置，即近端装置处于数据透传模式；当第一光电转换器的输入端口连接至线路on2时，近端装置的输入端口输入/输出端口(即本地通信模块接口的txd/rxd)所接收的由用电信息采集终端发送来的数据则将传输至近端主控模块，并由该近端主控模块进行处理后，再通过近端装置的输入/输出端口(即第一光电转换器和pof光接口)输出至远端装置，即近端装置处于数据处理模式。同理，参见图3b，当第二光电转换器的输出端口连接至on1时，该远端装置的输入/输出端口(即通过pof光模块和第二光电转换器)所接收的由近端装置发送来的数据(将不经过远端主控模块处理)直接传输至无线通信模块，并由无线通信模块传输至上行服务器，即远端装置处于数据透传模式；当第二光电转换器的输出端口连接至on2时，该远端装置的输入/输出端口(即通过pof光模块和第二光电转换器)所接收的由近端装置发送来的数据，将传输至远端主控模块，并由该远端主控模块进行处理后再通过无线通信模块(也即远端装置的输出/输入端口)传输至上行服务器，即远端装置处于数据处理模式。

本实施例中，当近端装置和远端端庄的数据透传功能均处于开启状态，即均处于数据透传模式时，则该无线信号延长器处于数据透传模式，而当该近端装置和远端装置的数据透传功能均处于关闭状态，即均处于数据处理模式时，则该无线信号延长器处于数据处理模式。

通常情况下，本实施例中的该无线信号延长器是处于数据透传模式的，只有当该近端主控模块/远端主控模块需要发送控制信号/状态信号时，才会关闭近端装置/远端装置的数据透传模式，从而切换为数据处理模式。

s42，无线信号延长器将所接收到的来自于用电信息采集终端的用电信息采集数据，直接透传至无线通信模块，并通过无线通信模块发送至上行服务器；或者，将所接收到来自于上行服务器的下行数据，直接透传至用电信息采集终端。

当然，本实施例中，该无线信号延长器的近端主控模块和远端主控模块还将通信数据进行存储。

本实施例中，当用电信息采集终端或上行服务器发送来的是控制指令时，则本实施例的该数据通信方法还包括步骤：

s43，无线信号延长器将所接收到的控制指令进行处理，并将处理后的数据报文发送给用电信息采集终端或通过无线通信模块发送至上行服务器。

实施例四

本实施例提供了又一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法。本实施例的该数据通信方法包括上述实施例三中的各个步骤，相同的步骤采用相同的附图标记，不同的是，本实施例的数据通信方法还包括对干扰数据进行筛查的步骤，具体地，参见图6，包括步骤：

s61，无线信号延长器对接收的串口数据报文的固定前缀进行验证，若验证通过，则执行步骤s62，否则，执行步骤s66。

s62，无线信号延长器读取后续数据，并对串口数据报文后缀进行验证，若通过验证，则执行步骤s63，否则执行步骤s66。

s63，无线信号延长器存储串口数据报文，并对其长度和校验值进行验证，若通过验证，则执行步骤s54，否则执行步骤，s66。

s64，无线信号延长器对该串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过，则执行步骤s65，否则，执行步骤s66。

s65，无线信号延长器对该串口数据报文进行分析处理。

s66，无线信号延长器报错。

本实施例中，该无线信号延长器的近端装置的近端主控模块和远端装置各自分别对各自所接收的串口数据报文进行筛查，即：近端装置对所接收的串口数据报文的固定前缀和后缀进行验证，验证通过后存储，并对其长度和校验值进行验证，若通过验证，再对其进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过验证，则进行相应的处理；同理，远端装置对所接收的串口数据报文的固定前缀和后缀进行验证，验证通过后存储，并对其长度和校验值进行验证，若通过验证，再对其进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过验证，则进行相应的处理。

实施例五

本实施例又提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，本实施例的该数据通信方法包括上述实施例三或实施例四中的各个步骤，相同的步骤采用相同的附图标记，不同的是，本实施例的该数据通信方法还包括：当近端装置接收到用电信息采集终端发送来的复位信号时，对无线信号延长器进行复位的步骤，具体地，参见图7，对无线信号延长器进行复位的步骤，具体包括步骤：

s71，近端装置监测到复位控制信号后，进行复位重启。

本实施例中，该近端装置会监测用电信息采集终端的rst端口，即监测无线通信模块的复位控制信号，若rst端口信号为“0”则表示将无线通信模块进行复位的复位控制信号。当近端装置监测到该复位信号时，先保存当前状态，然后再进行复位重启。

s72，近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，然后将该复位控制信号发送至远端装置。

本实施例中，当近端装置复位重启之后，读取复位前的状态(即前述的复位重启前所存储的当前状态)，然后第一光电转换器的输入端口连接线路on2，则近端装置的数据透传功能关闭，即从数据透传模式切换为数据处理模式，并通过控制/状态信号线路将复位控制信号发送至远端装置。

s73，远端装置接收到近端装置发送来的复位控制信号后，进行复位重启，并对无线通信模块进行断电复位。

本实施例中，该远端装置收到复位控制信号，立即存储当前状态，然后再进行复位重启，复位重启成功后再对无线通信模块进行断电复位操作，即先断开无线通信模块的电源然后再接通无线通信模块的电源。

s74，远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并向所近端装置反馈复位成功的报文，然后从数据处理模式切换为数据透传模式。

本实施例中，当远端装置重启时，第二光电转换器的输出端口连接至线路on1，由于要复位，因此，第二光电转换器的输出端口连接至线路on2，则远端装置的数据透传功能关闭，即远端装置切换为数据处理模式，然后通过控制/状态信号线路将复位成功的报文发送至近端装置，最后第二光电转换器的输出端口再连接至线路on1，以开启远端装置的数据透传功能，即远端装置切换为数据透传模式。

s75，近端装置接收远端装置反馈的复位成功报文，并从数据处理模式切换为数据透传模式。

由于步骤s72中近端装置处于数据处理模式，因此，当接收到远端装置发送来的复位成功的报文时，近端装置的第一光电转换器的输入端口连接至线路on1，以打开近端装置的数据透传功能，即近端装置从数据处理模式切换为数据透传模式，从而完成无线信号延长器的复位。

实施例六

对应于上述的本实施例中的一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，本发明还提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统，下面结合具体实施例对其进行详细的说明。

本实施例的用电信息采集系统包括上述实施例二中的用电信息采集系统的用电信息采集终端、无线信号延长器和上行服务器，其中，

用电信息采集终端用于采集用电信息数据；

无线信号延长器用于在进行设备初始化时，开启无线信号延长器的数据透传模式，并将用电信息采集终端发送来的用电信息数据直接透传至无线通信模块，然后通过该无线通信模块和无线通信网络发送至上行服务器；或者，接收该上行服务器通过无线网络和无线通信模块下发的下行数据，并直接透传至该用电信息采集终端；

上行服务器，用于接收无线信号延长器通过无线网络发送来的用电信息数据；或者通过无线网络下发下行数据只该无线信号延长器的无线通信模块。

本实施例中，该无线信号延长器还用于当需要发送控制/状态信号时，从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下将所接收到的控制/状态信号进行处理，然后将处理后的控制/状态信号发送给用电信息采集终端或通过无线通信模块发送至上行服务器。

在一具体实施例中，该无线信号延长器包括：

近端初始化模块，用于将无线信号延长器中近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下发送开机信号至无线信号延长器的远端装置，以获取远端装置的无线通信模块的在位状态，然后将近端装置从数据处理模式切换至数据透传模式；且当接收到远端装置反馈的无线通信模块的在位状态信号时，将该在位状态信号发送至用电信息采集终端；以及在接收到用电信息采集终端发送来的启动加热的控制信号(即启动加热sim卡控制信号)后，再次将近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并发送启动加热的控制信号至远端装置，然后再次将近端装置从数据处理模式切换为数据透传模式；

远端控制模块，用于当接收到近端装置发送来的开机信号后，对远端装置的无线通信模块进行断电重启，并读取无线通信模块的在位状态信号，然后将远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并将所读取的在位状态信号反馈至近端装置；以及当接收到近端装置发送来的启动加热的控制信号后，将远端装置从数据处理模式切换为数据透传模式。

进一步地，本实施例中的该无线信号延长器还包括：

近端复位模块，用于当近端装置监测到用电信息采集终端发送来的复位控制信号时，对近端装置进行复位重启，并将近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，然后将该复位控制信号发送至远端装置；以及当接收到远端装置反馈的复位成功的报文后，重新将该近端装置从数据处理模式切换为数据透传模式；

远端复位模块，用于当远端装置接收到近端装置发送来的复位控制信号后，对远端装置进行复位重启，并对无线通信模块进行断电重启，然后将所述远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并向近端装置反馈复位完成的信号，最后再将所述远端装置从数据处理模式切换为数据透传模式。

更进一步地，本实施例中的该无线信号延长器还包括：

近端筛查模块，用于对近端装置所接收的串口数据报文(该串口数据报文是由用电信息采集终端发送来的)的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对串口数据报文的后缀进行验证，若通过验证，则存储该串口数据报文；以及对所存储的该串口数据报文的长度和校验值进行验证，若通过验证，则对该串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过验证，则通知近端装置进行相应的处理；和/或，

远端筛查模块，用于对远端装置所接收的串口数据报文(该串口数据报文是由近端装置透传来的)的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对该串口数据报文的后缀进行验证，若通过验证，则存储该串口数据报文；然后对所存储的串口数据报文的长度和校验值进行验证，若通过验证，则对该串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过验证，则通知远端装置进行相应的处理。

本实施例中，该近端初始化模块、近端复位模块和近端筛查模块均可集成在一起形成近端装置的近端主控模块的一部分，同理，该远端初始化模块、远端复位模块和远端筛查模块也可集成在一起形成远端主控模块的一部分。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。